ТехноТеория. Крутим, вертим, настраиваем. Зачем автомобильному усилителю нужны регулировки? Часть II

В прошлый раз мы начали разбираться с автомобильными усилителями мощности, выяснили, каких они бывают классов, в каких случаях какой из них лучше выбрать. В этом номере мы продолжаем начатую тему усилителей, и разберем, чем они могут оснащаться, и зачем им вообще нужны все эти крутилки. Если вас не устраивает, как звучит ваша аудиосистема, посмотрите на регулировки усилителя может, вы не оптимально их настроили?
Про регулятор чувствительности, полагаю, говорить излишне, он работает просто как регулятор громкости, только выставляется один раз при установке и настройке системы. Вообще-то, профессионалы его настраивают по тестовому диску, определяя положение, в котором искажения будут минимальные, но если так сильно не заморачиваться, то самым оптимальным обычно бывает положение „половина от максимума". Это самое простое, и, в общем-то, ничего особо интересного тут нет, так что идем дальше и смотрим, что у нас есть еще.

ЛИШНЕЕ - УБРАТЬ, НУЖНОЕ - ОСТАВИТЬ
Основное предназначение любого усилителя — хоть домашнего, хоть автомобильного — принять сигнал от источника и усилить его. Однако в автомобиле этого часто бывает мало, иногда сигнал необходимо перед этим еще и обработать. Возьмем наглядный пример — сабвуфер и фронтальные динамики работают от своих усилителей. Для того чтобы саб играл только то, что ему положено (то есть самый низкий бас), и не лез петь фальцетом, сигнал для сабвуферного усилителя лучше отфильтровать — убрать из него все, что выше некой граничной частоты. А небольшие фронтальные динамики, напротив, нужно избавить от необходимости тужиться самыми низкими частотами. И правильно, их задача — чисто и красиво воспроизвести все то, что выше по диапазону.
Значит перед тем,как усилить сигнал для сабвуфера, его нужно пропустить через ФНЧ (фильтр нижних частот), а сигнал для фронтальных динамиков — через ФВЧ (фильтр, соответственно, верхних частот). Именно для этого в усилители и встраиваются блоки фильтров. Пробуйте добиться согласованного звучания фронта и сабвуфера, устанавливая „крутилки" фильтров на значения где-то между 50 и 80 Гц.


Как правило, регулятор чувствительности сдвоенный, то есть один регулятор управляет сразу парой каналов. Но есть усилители и с раздельной регулировкой чувствительности по каналам.

ЧТО ТАКОЕ САБСОНИК И ЗАЧЕМ ОН НУЖЕН
Когда мы имеем дело с басовыми моноблоками, то в них частенько можно увидеть так называемый подтональный фильтр, или сабсоник. Фактически, это самый обычный ФВЧ, просто его можно настраивать на очень низкую частоту. Задача сабсоника — оградить сабвуфер от слишком низких частот. Несмотря на кажущуюся, на первый взгляд, бесполезность (ведь саб вроде бы как раз и должен воспроизводить бас, зачем же подрезать самые низкие частоты), это весьма полезная штука. Дело в том, что с понижением частоты ход диффузора удинамика неизменно увеличивается, и на этих самых сверхнизких частотах он может оказаться весьма приличным (думаю, вы не раз видели, как ходит ходуном диффузор сабвуфера, а вот как дрожит мембрана у твитера, ручаюсь, не видели). Но вся фишка в том, что в реальной музыке частот ниже 30 Гц практически нет, а все, что жиже 20 Гц — это не то, что уже не бас, а и вовсе уже не звук. Ну или по крайней мере, наши уши эти колебания не воспринимают как звук. А вот в записях такие частоты порой присутствуют. А посему, их можно спокойно отсечь, и тем самым избавить сабвуфер от бесполезных сотрясаний воздуха, которые мало того, что в звук не превращаются, так еще и грозят сабу выходом его из строя.

ПОДДАДИМ-КА ЖАРУ
Раз уж мы заговорили о сабах, можно упомянуть и еще один элемент оснащения, присущий исключительно автомобильному усилителю — схема подъема низких частот, или bass-boost. По большому счету, для грамотно установленной и настроенной системы, эта фишка не особо то и нужна. Впрочем, если вы не большой любитель правильного до фанатизма звука, зато не прочь поддать баску, то она может и пригодиться Самые рокочущие нотки в электронной музыке находятся в частотном диапазоне 30-50 Гц. Именно поэтому иногда небольшой подъем в этой области может придать звучанию вкусную басовую сочность, те самые „бр-р-р-р", от которых многие так прутся и определяют крутость системы исключительно только по способности их воспроизводить. Схема подъема баса работает очень просто — приподнимает горб на АЧХ с некой центральной частотой. Обычно эту частоту как раз и выбирают в районе этих самых сочных 40-45 Гц.

Впрочем, есть и более интересные решения, совмещающие в себе сабсоник и бас-буст. Они основаны на свойствах самих фильтров. Например, фильтры одного и того же порядка (то есть, имеющие одну и ту же крутизну спада АЧХ) можно сделать разными. Например, одни будут плавно переходить от ровного участка АЧХ к наклонному, другие резко. В зависимости от этого, различают разные типы фильтров, названные в честь людей, их изучавших. Например, фильтры Баттерворта, фильтры Чебышева или, скажем, Линквица-Райли.
Но не будем пугать вас страшными словами и углубляться в математические джунгли, а упомянем лишь один из параметров, который часто встречается в описаниях характеристик фильтров — это их добротность (обозначается буквой Q). Смысл этой величины на самом деле прост. Если добротность фильтра меньше, то спад получается плавнее и положе, а если выше, то в области перегиба появляется небольшой горбик на АЧХ (золотая середина — это фильтр Баттерворта, его добротность Q=0,707).
Так вот, если сделать сабсоник (он же ФВЧ — фильтр верхних частот) не только с возможностью регулировки частоты среза, но и с регулируемой добротностью, можно получить бас-буст и сабсоник в одном флаконе:увеличиваем добротность — и тем самым поднимаем АЧХ в нужной нам области „вкусного" баса! На практике это решение имеет неоспоримое достоинство — можно спокойно баловаться таким бас-бустом, не особо рискуя перегрузить динамик чрезмерно низкими частотами (при раздельных регулировках бас-буста и сабсоника все получается не так красиво). Яркий пример такого симбиоза — система „HawKins Bass Control" в усилителях Soundstream, хотя подобные схемы встречаются, в общем-то, во многих усилителях, обращайте на это внимание, когда выбираете подходящую модель.

В усилителях, работающих на сабвуфер, сабсоник может оказаться весьма полезной фишкой. При выборе усилителя обратите внимание на порядок этого фильтра. При прочих равных, третий и выше порядок (18 дБ/октава и выше) будет более предпочтителен, нежели фильтр, скажем, второго или первого порядка (12 и 6 дБ/октава, соответственно), который на практике может оказаться практически бесполезным (его эффект будет заметен только при относительно высокой частоте настройки).

ВСЕ ДЕЛО В ФАЗЕ
Еще две интересных фишки, присущих исключительно автомобильным усилителям — это селектор фазы и фазовращатель. Они применяются в основном в усилителях, подразумевающих их сабвуферное применение.
Сначала о том, что попроще — о селекторе. Для того, чтобы понять, зачем он нужен, приведем такой пример. Предположим, вас не устраивает звучание саба,создается впечатление, что он играет как-то отдельно от музыки. Это вполне может оказаться следствием его несогласованной работы с мидбасовыми динамиками (ведь для того, чтобы бас был цельным, слитным и упругим, диффузоры мидбасов и сабвуфера должны двигаться синхронно, а не вразнобой).
Проблему часто удается решить, просто поменяв полярность включения сабвуфера — попробовать варианты с прямой („плюс к плюсу, минус к минусу") или обратной („плюс к минусу, минус к плюсу") полярностями. Это называется перевернуть фазу на динамике.
Как правило, этого бывает уже достаточно, чтобы более-менее прилично срастить звучание саба и фронтальных АС. Вот как раз для такого оперативного переключения фазы частенько предусматривают переключатель фазы, он же селектор фазы или инвертор фазы (не путать, кстати, с фазоинвертором, там речь вообще о корпусе сабвуфера). Если он есть, то для выбора наилучшего варианта не придется лезть к динамику, отсоединять от него провода и менять их местами, достаточно только щелкнуть этим переключателем.
А вот для более тонкой фазовой настройки предназначен фазовращатель. Суть его работы в том, что он не просто переворачивает фазу сигнала, а может сдвигать ее плавно, иными словами как бы немного задерживать сигнал по времени. Несмотря на аналогию с аудиопроцессором, фазовращатель работает все же иначе: процессор работает с цифровым сигналом, в фазовращателях же применяется чисто аналоговая обработка, без преобразования его в цифру (усилители со встроенными цифровыми процессорами в расчет не берем, таких по пальцам пересчитать).

УПРАВЛЯЕМ ДИСТАНЦИОННО
Если вы слушаете музыку самых разных жанров и направлений, то наверняка заметили, что записи делаются совершенно по-разному. И первое, что обычно замечает еще неискушенный слушатель — это количество баса. Скажем, в электронной музыке порой хочется поддать пожарче, чтобы ощутить кайф от тактильности басового регистра, а вот когда вы слушаете какую-нибудь музыку не с электронными, а с живыми инструментами, то избыток низких частот будет только мешать. Но каждый раз лезть, например, в меню головного устройства с тем, чтобы добавить или наоборот, прибрать низкие частоты, не совсем удобно. Хотя, конечно, если в системе нет сабвуфера, то делать приходится именно так. А вот если же саб есть, то, согласитесь, было бы очень удобно управлять его уровнем оперативно, с отдельного регулятора. Для этого в некоторых усилителях как раз и предусматривают возможность его подключения, и в большинстве случаев он уже идет в комплекте. Такой регулятор обычно представляет собой небольшой блок с одной или несколькими ручками регулировки, который можно закрепить в любом удобном месте, например, в нижней части Торпедо или, к примеру, между сиденьями.
Чаще всего такие ПДУ предусматриваются в басовых моноблоках или в многоканальных усилителях, в которых отдельные каналы предусмотрены именно под подключение сабвуфера. Но такой регулятор не редкость и в двухканальных усилках, ведь их тоже можно с успехом использовать для саба, например, в мостовом включении, и даже в 4-канальниках (в этом случае ПДУ как правило ведает регулировкой только какой-либо пары каналов). Но наличие пульта — еще полдела, нужно обязательно обращать внимание на то, какие именно регулировки выносятся на него. Атак ли тут все просто?
В большинстве усилителей — это вполне обычная регулировка уровня сигнала, которая дополняет регулятор чувствительности на самом корпусе. Но некоторые производители выносят на ПДУ не регулировку уровня, а регулировку бас-буста. Не берусь однозначно судить о том, чему именно отдать предпочтение, поскольку все в конечном итоге зависит от конкретной реализации этой функции. Давайте рассмотрим этот момент поподробнее.
Например, когда вы настраиваете усилитель (в частности, подбираете частоту среза сабвуферного канала, а если есть возможность, то и крутизну этого среза), то должны ориентироваться в первую очередь на то, чтобы саб своим звучанием слился с основной акустикой, а не играл отдельно сам по себе. Предположим, вы нашли оптимум при определенной громкости саба. Теперь если вы будете делать его громче или тише, то получится, что и его сопряжение с мидбасовыми динамиками будет тоже нарушаться. В результате такой, казалось бы, простой регулировки запросто можно получить ухудшение звучания низких частот — в области стыковки может получаться или горб, или провал на АЧХ, а в худших случаях весьма заметно может уплывать и фазовое согласование. Результат — бас будет расслаиваться, сабвуфер будет звучать из багажника отдельно от музыки и все в таком духе.
Но не будем особо драматизировать ситуацию и говорить о том, что оперативная регулировка уровня — блажь, и вообще фигня, которая только все портит. Такое существенное влияние изменения уровня саба на качество звучания низких частот, как показывает практика, наиболее заметно, если ФНЧ в сабвуферном канале имеет низкий порядок (скажем, второй, с крутизной спада АЧХ 12 дБ/октава). Объяснение простое — в этом случае при изменении уровня сигнала точка стыковки с мидбасовыми динамиками будет двигаться в гораздо более широких пределах, чем если бы фильтр имел более высокий порядок, а значит, и более крутой наклон АЧХ. Поэтому если фильтр имеет, скажем, третий или четвертый порядок (крутизна спада АЧХ 18 и 24 дБ/октава, соответственно), то оперативная регулировка уровня саба будет работать вполне корректно.
Если же на выносной блок регулировки вынесен не регулятор уровня, а регулятор бас-буста, то преимущество такого решения в том, что бас-буст, в отличие от изменения уровня канала целиком, работает лишь в относительно узком частотном участке и затрагивает область сопряжения с мидбасом гораздо меньше. И это, несомненно, большой плюс. Нос другой стороны, такой локальный подъем АЧХ тоже хорош далеко не всегда, и его применение в общем случае ограничивается, пожалуй, только электронной музыкой, поэтому такое решение само по себе тоже однобоко.
При выборе усилителя смотрите не только на сам факт наличия дистанционного регулятора, но и обращайте внимание на то, что именно он регулирует. Например, регулятор, который управляет уровнем сабвуферного канала, имеющего ФНЧ не выше второго порядка, может оказаться практически бесполезным, а регулировка бас-буста приемлема далеко не для всякой музыки.

Источник: журнал "Тюнинг автомобилей" (при участии Car&Music), февраль 2011. Текст и графики Антон Николаев. Фото Алексей Трошкин